Conocer cuáles son las propiedades de los fluidos nos permitirá entender el conjunto de partículas que se unen entre sí a través de un recipiente. Estos carecen de forma propia, pero mantienen su propio volumen. ¿Sabías que el agua es el único fluido natural que puede encontrarse en diferentes formas?
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¿Qué es un fluido?
Las moléculas que forman un sólido se caracterizan por estar unidas, en el caso de los fluidos esto no pasa ya que están libres, son moldeables y pueden pasar de un lado a otro. Cuando carecen de un recipiente se derraman. Se define científicamente a un fluido como un medio continuo con fuerza de atracción débil. Están conformados por líquidos y gases.
Sus principales características son:
- Deformables: no existe una posición equilibrada de las moléculas, esto hace que carezcan de forma propia y se deformen.
- Viscosidad: los gases son menos viscosos que los líquidos.
- Compresibilidad: los gases son altamente compresibles, en cambio los líquidos son incomprensibles. Este aspecto no diferencia a los líquidos de los sólidos, ya que se asemejan en la compresibilidad.
- Distancia: existe una distancia entre las moléculas de los fluidos, están separadas. Esto permite que la velocidad cambie con facilidad debido a sus fuerzas externas.
- Ausencia de memoria en cuanto a la forma: hace que se adapten a la forma de un recipiente, no se puede calcular su densidad o volumen a simple vista. Para hacerlo, es necesario que el fluido tome la forma de un recipiente.
Propiedades de los fluidos
Para entender cuáles son las propiedades de los fluidos es importante saber que definen el comportamiento en movimiento y en reposo. Se dividen en las siguientes categorías:
Propiedades primarias
- Presión: su función es medir una fuerza resultante.
- Densidad: mide la cantidad determinada de un volumen. Permite definir un grado de compactación. Es importante para cuantificar la cantidad de material que se encuentra en un recipiente determinado.
- Temperatura: permite saber la proporción de la energía cinética, mientras mayor es: más caliente estará.
- Energía interna: es la suma de dos energías: potencial + cinética.
- Entalpía: es una variación que ocurre cuando existe una transformación mediante reacción química.
- Entropía: mide el sistema termodinámico en equilibrio.
- Calor específico: representa la cantidad necesaria de calor para elevar la temperatura.
- Viscosidad: relacionada con el espesor que puede adquirir un líquido, se determina a través de reómetros y viscosímetros.
- Cohesión: se refiere a la unión de partículas por fuerzas internas.
- Volumen: define la extensión del espacio.
- Peso y volumen específicos: es la relación que resulta del volumen y el peso de una sustancia.
Propiedades secundarias
Determinan el comportamiento que pueden tener los fluidos
- Conductividad térmica: representa la capacidad de conducir calor, es decir, la transferencia de la energía cinética.
- Tensión superficial: hace referencia a la cantidad que requiere de energía para poder aumentar su área.
- Capilaridad: varía en función de la tensión superficial, otorga la posibilidad de subir o bajar a través de un tubo capilar.
- Difusividad: determina cómo puede moverse un soluto en un disolvente. Para que esta propiedad se cumpla es necesario que tenga viscosidad, forma y tamaño del soluto, temperatura, propiedades naturales de la partícula y el solvente que se difunde.
Clasificación de los fluidos
De acuerdo a sus características de viscosidad, los fluidos se pueden clasificar en:
- Fluidos perfectos o superfluidos: representa la totalidad de la ausencia de la viscosidad. Se encuentra en muy bajas temperaturas. El helio es una excepción de esta clasificación ya que puede fluir a lo largo de superficies y encontrar un nivel propio.
- No newtonianos: la viscosidad puede variar de acuerdo a la temperatura, como consecuencia carece de viscosidad definida y constante. Las sustancias más comunes que cumplen con estas características son: dentífrico o pasta dental, mermelada, mantequilla, lava, vainilla y mayonesa.
- Fluidos newtonianos: es un fluido con constante viscosidad, se muestra en una curva lineal con velocidad de deformación. Un ejemplo de ello son los geles y la sangre.
De acuerdo al tipo de movimiento de las moléculas y a la densidad un fluido se puede clasificar de las siguientes formas:
- Liquido: es un estado con gran incompresibilidad, su volumen puede ser constante de acuerdo a la presión.
- Gas: las moléculas se mueven en forma distante, se encuentran libres y se distribuyen en todo el espacio que las contiene.
- Vapor: en este estado, las moléculas con debilidad interaccionan entre sí, adaptan la forma de un recipiente y pueden expandirse.
Curiosidades de los fluidos que no sabias
Lo interesante de saber cuáles son las propiedades de los fluidos es que podemos ver más allá de lo que apreciamos. De seguro, te sorprenderá saber estas curiosidades:
Caminar sobre el agua es posible
Quizás suene a ciencia ficción, pero un conjunto de expertos pudo determinar esta posibilidad a través de un modelo con partículas de silicio. La prueba se sustentaba en la disminución de la fuerza repulsiva, convirtiendo el estado líquido en sólido. El principio usado en este experimento fue el del fluido no newtoniano.
La razón por la que el surtidor de combustible se dispara al estar lleno
Seguramente te has preguntado cómo sucede esto. La respuesta está en la presión. El dispensador se compone de dos orificios, de los cuales uno es para el aire. Luego de surtir, disminuye la presión y entra al depósito del dispensador. En pocas palabras, a medida que la manguera de combustible dispensa, la presión disminuye y no permite succionar más combustible, ¿curioso no?
La cortina de la ducha y su relación con los fluidos
El chorro que sale de la ducha es propicio para mover el aire más rápido, esto hace que la cortina esté muy cerca de nosotros. Este principio se fundamenta en que la presión de un fluido baja en función a la velocidad en la que se mueve.
¿Por qué es importante conocer cuáles son las propiedades de los fluidos?
Las inmensas proporciones que componen el universo hacen necesario entender cuáles son las propiedades de los fluidos. Una gran parte de planeta tierra, la atmósfera, los planetas, el sol, las estrellas pueden estar compuestos de fluidos. Gigantescas nubes de polvo y gas nos rodean. Esto hace que sea de vital importancia entender el comportamiento de las moléculas y la clasificación de los fluidos.